[发明专利]一种深水压力补偿式极低频弯曲类发射换能器系统

说明书

本发明涉及换能器技术领域，尤其是一种深水压力补偿式极低频弯曲类发射换能器系统，包括弯曲类发射换能器、信号源、功率放大器、高压气体压缩机、高压软管和承力电缆，所述高压气体压缩机包括有压缩机、控制器、调压阀组和电子压力表，所述弯曲类发射换能器内部设置有防外部过压结构，弯曲类发射换能器外部设置有防内压结构，弯曲类发射换能器外部设置有深度传感器，电子压力表设置在弯曲类发射换能器内部，深度传感器和电子压力表的信号端分别与控制器的信号输出端连接，本发明将发射换能器布放至深水，通过干端高压气体压缩机与高压软管实时调整弯曲类换能器内部空腔压强，保持与水压一致，以达到压力补偿效果，打破了换能器工作深度限制。

技术领域

本发明涉及换能器技术领域，具体领域为一种深水压力补偿式极低频弯曲类发射换能器系统。

背景技术

水声领域，发射换能器是一个最为基本的组成部件。随着海洋装备的发展，对深水、低频、小尺寸、宽带、大功率发射换能器的需求较为迫切，但是同时达到以上某些技术指标是互为矛盾的，必须在诸指标中寻求一个平衡点。发射换能器在浅水环境下的应用有很多，而在深海领域则收到局限，原因在于换能器内部施加预应力或充高压气体的能力是有限的，而气囊、空气仓等被动气压补偿的方式也由于深海环境所需压缩体积过大，对气腔容量要求过高，使得经济性与可操作性受到严重影响。目前深海换能器结构主要有充油式、溢流式和压力补偿式。三种结构中，充油式为激励液腔振动，机理有明显不同，溢流式的重量和体积较大，因此压力补偿式结构备受关注。

弯曲类换能器具备频率低、重量轻、尺寸小的特性，此外它仍具备电导Q值低、发射脉冲信号暂态波数少等优点，由于其自身结构的原因，弯曲类换能器若无内部压力补偿，通常难以抵抗深水的压力，大多数只能在水深两百米内的情况下工作，应用范围受限。目前实际应用中，以气压补偿的思路将弯曲类换能器工作水深延长至深海的方法十分罕见。因此，需设计一种深水压力补偿式极低频弯曲类发射换能器系统，能够主动将弯曲类换能器内外压实时调节至一致，使得弯曲类发射换能器可以突破作业水深限制且安全可行。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种深水压力补偿式极低频弯曲类发射换能器系统。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种深水压力补偿式极低频弯曲类发射换能器系统，包括弯曲类发射换能器、信号源、功率放大器、高压气体压缩机、高压软管和承力电缆，所述高压气体压缩机包括有压缩机、控制器、调压阀组和电子压力表，所述弯曲类发射换能器内部设置有防外部过压结构，弯曲类发射换能器外部设置有防内压结构，弯曲类发射换能器外部设置有深度传感器，电子压力表设置在弯曲类发射换能器内部，深度传感器和电子压力表的信号端分别与控制器的信号输出端连接，压缩机的出气端与调压阀组连通，调压阀组通过高压软管与弯曲类发射换能器内部连通，信号源与功率放大器电连接，功率放大器通承力电缆与弯曲类发射换能器电连接；

所述调压阀组包括两个电磁阀和一个三通管，其中一电磁阀的两端分别连通压缩机与三通管的一端，另一电磁阀的一端与三通管的另一端连通，三通管剩余未连接的一端通过高压软管与弯曲类发射换能器的内部连通。

优选的，所述防外部过压结构为内支撑架，内支撑架抵触于弯曲类发射换能器内壁上。

优选的，所述防内压结构为加强板，加强板贴合于弯曲类发射换能器外壁上。

优选的，所述弯曲类发射换能器为弯曲圆盘换能器。

为实现上述目的，本发明提供还如下技术方案：一种深水压力补偿式极低频弯曲类发射换能器系统，其高压气体压缩机的运行方式为：

(1)设置p为深度传感器得到的换能器所处位置外水压压强，p1为换能器内部空腔压强；

(2)作业时，高压气体压缩机优先启动，系统压强若pp1，调压阀组接入高压气体压缩机，高压气体流经高压软管，对换能器进行充气；